03.03 航母甲板那麼厚是怎麼焊的?

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早期的航母甲板是用木製的,因為那時候的螺旋槳艦載機重量不大,飛行速度也不快,起降時候對甲板的衝擊不大,故而木製甲板即可滿足使用。

而到了噴氣式戰機時代,航母上的艦載機就都是清一色的噴氣式戰機了,噴氣式戰機不但重量比螺旋槳飛機大了好多倍,而且艦載機降落時候的速度達到了400米每秒,如此高的速度降落艦載機會對甲板產生很大的衝擊力,並且甲板很多時候還要承受艦載機發動機高溫尾焰的炙烤。而且航母甲板不僅要經受得住艦載機的折騰,還要受得住海浪拍擊和海鹽腐蝕。

要滿足上述這麼多要求,木質的甲板肯定是不行的了,甚至說普通的金屬都不行,航母的甲板必須要用特製的特種合金鋼製成。普通的軍艦對鋼材的強度要求是能承受300MPa(壓強單位:兆帕斯卡),而航母甲板的鋼材要求承壓能力要達到850MPa,並且越大越好。

面積相當於好幾個足球場的的航母甲板是由多片鋼材焊接而成的,由於航母使用的是高強度的特種鋼材,所以焊接時候的工藝也是頗有講究的,一般的焊接手段肯定是不行的!焊接航母甲板一般用到的是潛弧鎢極氣體保護焊(BGTAW),這種焊接方法不但適用於較厚的原板材(航母甲板一般厚50毫米左右),而且焊縫焊渣極少,並且這種焊接方法不用打坡口(坡口指焊件的待焊部位加工並裝配成的一定幾何形狀的溝槽),效率很高。

這之後還沒完,焊接完的焊縫還要經過嚴格的測試,通過檢測了才算完事。就比如我國,航母甲板的每條焊縫都要用X光檢測一次,並且做各種性能測試,保證其合格度。並且測試完畢後還要在邊上寫手測試者的性命以及當時的溼度、溫度、風速的一些參數值。也是因為這種嚴謹的態度,我國航母甲板焊接的合格率達到了97%以上。

話又說回來,焊接不管有如何先進的工藝,都難免會損傷鋼材強度,所以人們又在鋼材上動腦筋了!那就是想辦法把鋼材加工的更大一些,以減少焊縫,提升性能。

就以我國為例,我國的研發的5.5米特寬厚板軋機可以說就是為了生產航母鋼材而生的。這款軋機有著世界一流水平的軋製水平,可以軋製5.5米寬,40米以上長度的鋼材,而且其高達100000噸的下壓軋製力對加工一些特種鋼材也是遊刃有餘。我國第一艘航母所用的鋼材就是用這種超寬軋機生產出來的。


鏟史官老李


事實上,航空母艦的甲板厚度為50毫米,具有高強度,強抗衝擊性,耐高溫性,耐腐蝕性,可焊接性。航母甲板使用了兩種連接方式分別是“焊接”和“鉚接”,早些時候,航母甲板還是有使用鉚接連接的,如基輔號航母就使用了鉚接技術。而現代的航空母艦甲板都使用了焊接,其主要的焊接方式是“窄間距埋弧焊”。

由於航空母艦的甲板厚度較大,要求平整度極高,還要承受艦載機起降帶來的巨大沖擊力,以至於對焊縫的質量要求極高。我國航母的飛行甲板都會對每條焊縫進行X光檢測,以確保焊縫的質量符合要求。也正是因為要求焊縫具有良好抗衝擊性和韌性,所以一般的焊接方式不適合。要麼是焊縫質量不合格,要麼是焊接效率太低。

隨著技術的發展“窄間距埋弧焊”技術應運而生。

窄間距埋弧焊的焊接頭具有較高的抗延遲冷裂能力,其強度性能和衝擊韌性能優良,被廣泛應用於航母甲板的焊接。窄間距埋弧焊的焊縫具有極高的韌性和塑型,這是因為其需要的熱量少,較少的熱量就不會對焊縫的機械性能造成太大的影響。可以說,正是每條焊縫的機械性能都很優良,以至於正格飛行甲板強度,抗衝擊性,韌性非常好,不會因為哪條焊縫出現質量問題而導致重大事故的發生。

此外,窄間距埋弧焊還具有消耗焊材少,需要熱量低,焊接用時少,焊接造成的變形和應力較小,降低了焊縫開裂的趨勢。總而言之,窄間距埋弧焊有成本低,質量高,效率高的優勢。有資料表明:使用窄間隙埋弧焊可以節省20%~40%的焊材,提高焊接效率30%~45%,不僅僅減少了焊接成本,還大大提高了焊接效率。而航空母艦的建造更不能拖延,必須提高焊接速度,所以說選擇使用窄間距埋弧焊也是理所應當的了。



事實上,為了降低焊接難度,世界各國都在研發新型鋼材。

美國的潛艇用鋼主要是HY-80,HY-100,HY-130。在建造海狼級核潛艇時,原本準備選擇HY-130型的鋼材,只因為焊接難度較大,被迫選擇了HY-100型鋼材。即便是HY-100鋼材,其焊接質量也不過關。為了提升鋼材可焊接性,美國研發出了HSLA系列航母用鋼,美國的航母用鋼主要有HSLA-115,HSLA-100,HSLA-80。其中HSLA-115就是用來製造福特級航空母艦的飛行甲板,其屈服強度為800Mpa,在焊接前要預熱到100多度,降低了焊接難度。美國還正在與日本的艦船專家研究用於高強度合金鋼的焊接技術,以降低生產成本。



既然002型航母已經在海試了,那麼也就證明,我國也解決了航母甲板的焊接難題。我國使用的航母甲板鋼材在焊接時需要預熱到近130度,室溫在15度時進行焊接。在焊接前必須保證鋼材接口處的乾淨,無鏽跡,無油漆。

所以說,窄間距埋弧焊被廣泛應用於軍工,工業也是很正常的事情。(圖片來自網絡)


江山何沉


焊接是船體建造中應用最為廣泛的技術之一,現代軍艦幾乎都是採用分段式建造工藝,事先建造出艙壁分段、甲板分段、舷側分段、上層建築分段、球鼻首分段等等,最後將這些分段通通焊接組合成一個整體,才能打造出航母的整體結構。除卻分段焊接之外,因為人類工業目前還無法直接錘鍊出一整塊的甲板,因此航母甲板的焊接是另外一個重中之重,整個焊接工作約佔整個建造過程的30%以上。
▲福特級航母舷
首分段

航母甲板一般採用的是屈服強度在400Mpa以上的高強度合金鋼板製造而成,厚度在30到50毫米之間。目前以美國的HY系列、俄羅斯的AK系列最為出色,我國鞍山鋼鐵公司也已經在此領域取得突破,併成功將國產鋼材用在了建造國產航母之上。航母甲板鋼一般都是用大型軋機軋製而成,我國擁有世界最大的5.5米特寬厚板軋機,軋製出的單塊鋼板寬度可達5.5米,長度可達40米,而航母面積通常可達1.5萬平方米以上,因此必須要將這些鋼板焊接拼裝在一起。


▲福特級航母鋼板

航母甲板的厚度在40毫米到60毫米之間,這已經屬於超厚板材的焊接,因此使用普通的焊接方法是無能為力的,現代一般使用窄間隙埋弧焊焊接。埋弧焊的過程其實就是將焊料注入焊接口,然後使用電弧將焊料加熱,焊料融化並凝固後就能將兩塊板材嚴絲合縫的粘貼在一起,形成焊縫,為了保證強度和平整度,電弧焊都是一層層澆築焊料進行焊接,航母甲板的焊接可能要經過5到10道工序的反覆焊接才能夠完成。


由於航母甲板需要承受幾十噸艦載機的高壓國外衝擊,以及高溫尾焰的灼燒和高溫高鹽環境腐蝕,因此對於焊縫的一體性和內部結構強度有更高的的要求,普通的寬口埋弧焊依舊滿足不了航母甲板建造的需要。所以現在又誕生了更先進的窄間隙埋弧焊,這種焊接方法坡口小,焊料消耗少,並且焊縫堅固穩定,目前除了航母甲板,其他諸如核反應堆耐壓殼、大型樑柱結構等超厚板材焊接都在大規模採用這一方法。這種方法目前已經完全實現了自動化操作,使用埋弧焊焊機能夠高效率的完成工作,這也大大加快了現代航母的建造過程,我國已經實現了這一領域的完全國產化,因此建造航母甲板也就不存在什麼技術難題了。

正是因為航母甲板對於焊接性能也有很大的要求,所以並不是屈服強度越大,用來建造航母甲板也就越好。例如我國在去年突破的屈服強度在2200Mpa的超級鋼,其實質上屬於碳含量在0.8%以上的高碳鋼,這種鋼在焊接後容易出現內部應力不均、裂縫開裂等不良狀況,即使採用預先加熱也無法彌補這一缺陷,因此實際上並不適合航母甲板建造。全世界用於航母甲板的鋼板都是屈服強度在800Mpa以下的低中碳鋼,這才是性價比最高的選擇。
▲航母甲板焊縫


軍武吐槽君


無論手工焊還是機器焊,首先將加熱鋼板加熱到很高的溫度,具體我忘了,大概一百多度,人趴在上面焊,想想就痛苦,焊完要全焊縫超聲波掃描和X光拍片,有一點加渣氣孔裂紋等,都要用碳棒槍劈掉,重新焊,一個點有問題,焊縫要劈至少20釐米,點越深,劈的越長,而且只能重新焊一次,否則整塊鋼板就會報廢,所以這都是頂級技術的師傅焊的,工資相當高,我在民營船廠待過兩年,這類的師傅不知道能不能焊航母,但工資目前高於400一天!甚至更高


愛琴海95280


     航母作為現代海軍的重要組成力量,其建造也可以看出一個國家的軍工技術,關於航母的厚甲板是怎麼焊接的,下面小編將會簡單講解。

      航母的飛行甲板是巨大的不規則形狀,還要切出大面積的不規則開口。這裡就需要到相當高精尖的特殊材料焊接和切割技術了。精度要求很高,國際上常常使用的激光切割在這裡根本還不行,因為這個並不是普通的船用鋼材,厚度和材料的堅硬度要高上一個數量級了。而材料的無縫隙爆破焊接也是航母建造中不可缺少的。

      焊接在船體建造中應用很廣,各種技術已趨於完善和成熟,焊接工作量佔船體建造總工作量40%,焊接成本佔船體建造成本的30%~50%。同時,焊接技術能擴大,造船總量、縮短造船週期、穩定焊接質量、提高經濟效益、減輕勞動強度等。

      甲板的大小相當於三個足球場大小,因而焊接工作量大,但焊接平面非常平整,易於實現自動化焊接,此外,甲板厚度過高,增加了焊接的難度。綜合考慮,選擇窄間隙埋弧焊(NG-SAW)作為焊接方法。埋弧焊是目前工業領域應用最為廣泛的焊接方法之一,也是應用到窄間隙技術中最成熟、最可靠、應用比例最高的焊接方法。

      窄間隙埋弧焊(NG-SAW)是一種用於板厚對接接頭焊接,焊前焊件不開坡口或只開小角度坡口而留有窄而深的間隙,採用多層埋弧焊進行焊接的高效率焊接方法。窄間隙埋弧焊出現於上世紀80年代,很快被應用於工業生產,它的主要應用領域是低合金鋼厚壁容器及其它重型焊接結構。窄間隙埋弧焊的焊接接頭具有較高的抗延遲冷裂能力,其強度性能和衝擊韌性優幹傳統寬坡「7埋弧煜接鬥與傳統埋弧煌相比,總效率可提高50% ~ 80%;可節約焊38%~50%,焊劑56%~64.7%。窄間隙埋弧焊已有各種單絲、雙絲和多絲的成套設備出現,主要用於水平或接近水平位置的焊接,並且要求焊劑具有焊接時所需的載流量和脫渣效果,從而使焊縫具有合適的力學性能。一般採用多層焊,由於坡口間隙窄,層間清渣困難,對焊劑的脫渣性能要求很高,尚需發展合適的焊劑。單道焊僅在使用專為窄坡口內易於脫渣而開發的自脫渣焊劑時才採用。



LL一直走


到底多厚?沒有潛艇固殼厚吧,人工焊較厚的鋼板是不可能做到的,都是自動焊車的功勞。


潛望鏡kangjixiang


航母的甲板也是航母技術中一個重要的部分,不但能夠抗衝擊,還要具備耐海水鹽度腐蝕,艦載機起降尾焰炙烤的功能,同時還要具備防滑的表面處理,因此航母的飛行甲板屬於特殊的結構,採用多道工藝,而且是多層結構。

航母甲板並非是一塊整體的鋼板,而是按照要求由一塊塊的專用鋼板進行拼接,有很多不規則的鋼板拼接而成。航母的飛行甲板的厚度達到35-50毫米,採用焊接和鉚接工藝,其技術都是各國的保密範圍,其焊接工藝要求極高,採用機器焊接和人工焊接方式。航母甲板上有許多的開口,包括彈藥輸送升降口,洗消作業管道,噴淋管道及噴口,艦載機尾焰擋板的灑水降溫系統,阻攔索系統,阻攔網系統等等。因此,航母的飛行甲板不可能做到是一塊厚幾十毫米的整塊甲板,以上的這些管線就需要佈置在底層基礎甲板和飛行甲板層之間。飛行甲板上面要作防腐防滑處理,這也是我們所知道的航母的甲板都非常的粗糙原因,而且還有各種管道的噴口,艦載機的繫留裝置,排水裝置等等,因此,整個甲板的所用材料每一項都是高科技的。

航母甲板的焊接問題,是一個國家造船技術的展示,總體而言,航母所用的鋼材決定了其焊接的難度。航母甲板的焊接並不是拿過來就用,而是要經過鋼板的整形,打磨,使一塊鋼板平整度符合要求,還要對焊口做坡口處理,並對坡口打磨,航母用的鋼板都是具有很強屈服強度的特殊鋼材,普通的電氣焊是無法做到的,甲板的厚度也比較厚,而且需要上下焊接。目前的焊接工藝例如熔化極氬弧焊如果加大電流,能夠焊接厚度2釐米以上的鋼板,但這個厚度顯然對航母甲板有些牽強。二氧化碳氣體保護焊能夠焊接的厚度據說可以達到3釐米的厚度。目前的電渣壓力焊的厚度能夠焊接的鋼板厚度達到了數十釐米的厚度。

從航母甲板的功能及結構來看,焊接技術並非是一個特性難題,目前的焊接技術完全可以支持焊接工藝的要求。而航母甲板的拼接焊接是整個甲板工藝的一部分,鉚接也是一項重要的工藝要求。甲板通常採用兩者結合的方法,這主要是甲板功能決定的。而塗在甲板表面的最後的工藝是防滑層以及特殊的塗料,這些塗料具備防腐、耐用、耐火焰炙烤的特點,即是航母甲板的使用層也是保護層。


1大氣晚成


有人問,航母甲板又厚實又平整,是如何焊接或拼接到一塊並保證結實的?下面就來詳細介紹一下。 航母艦載機的起降甲板是整個航母戰鬥力表現的核心因素,航母甲板的作業效率決定了一艘航母的作戰能力。航母起降甲板也是航母技術最重要的展示,不但能夠抗衝擊,還要具備耐海水鹽度腐蝕,艦載機起降尾焰炙烤的功能,同時還要具備防滑的表面處理,因此航母的飛行甲板屬於特殊的結構,採用多道工藝,而且是多層結構。 航母甲板又厚實又平整,是如何焊接或拼接到一塊並保證結實的? (一)航母甲板的結構;航母甲板並非是一塊整體的鋼板,沒有這麼大的製造設備,而是按照要求由一塊塊的專用鋼板進行拼接,有很多不規則的鋼板拼接而成。航母的飛行甲板的厚度達到幾十毫米,但這是整體的厚度,航母甲板並不是一層就這麼厚。航母甲板的最底層背面要做隔熱處理,艦載機產生的尾焰不能把熱量傳導進甲板的下面,底層甲板還必須具備防水滲透功能,採用焊接工藝。飛行甲板層是以底層為基礎進行拼接的,採用焊接和鉚接工藝,其技術都是各國的保密範圍,其焊接工藝要求極高,採用機器焊接和人工焊接方式。航母甲板上有許多的開口,包括彈藥輸送升降口,洗消作業管道,噴淋管道及噴口,艦載機尾焰擋板的灑水降溫系統,阻攔索系統,阻攔網系統等等。因此,航母的飛行甲板不可能做到是一塊厚幾十毫米的整塊甲板,以上的這些管線就需要佈置在底層基礎甲板和飛行甲板層之間。飛行甲板上面要作防腐防滑處理,這也是我們所知道的航母的甲板都非常的粗糙原因,而且還有各種管道的噴口,艦載機的繫留裝置,排水裝置等等,因此,整個甲板的所用材料每一項都是高科技的,而且也是保密的。 航母甲板又厚實又平整,是如何焊接或拼接到一塊並保證結實的? (二)關於航母甲板的焊接問題,這個可是重中之重,也是一個國家造船技術的展示,總體而言,航母所用的鋼材決定了其焊接的難度。航母甲板的焊接並不是拿過來就用,而是要經過鋼板的整形,打磨,使一塊鋼板平整度符合要求,還要對焊口做坡口處理,並對坡口打磨,航母用的鋼板都是具有很強屈服強度的特殊鋼材,普通的電氣焊是無法做到的,甲板的厚度也比較厚,而且需要上下焊接。目前的焊接工藝例如熔化極氬弧焊如果加大電流,能夠焊接厚度2釐米以上的鋼板,但這個厚度顯然對航母甲板有些牽強。二氧化碳氣體保護焊能夠焊接的厚度據說可以達到3釐米的厚度。這些技術是否能否用於航母甲板的焊接我們並不得而知,而且使用稀有氣體的成本也會很高。目前的電渣壓力焊的厚度能夠焊接的鋼板厚度達到了數十釐米的厚度。但這些技術能否對航母甲板的焊接有用,我們就不知道了,但有一點可以肯定,就是航母即然造出來了,技術自然是成熟了。


一個大件搬運工


航空母艦的甲板採用機器焊接和人工焊接兩種。


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